Stavebné drevo: výhody a nevýhody drevených konštrukcií

1. Stavebné drevo má mnoho výhod

1.1. Stavebné drevo je ekologický a lokálny materiál

Drevo je ekologický, prírodný a úplne obnoviteľný materiál. Výhodou dreva v našej krajine je, že je lokálne dostupné. V dome postavenom z dreva je obytná mikroklíma oveľa lepšia ako v budovách z iných materiálov, keďže drevo je prírodný materiál. Drevo má príjemnú prírodnú vôňu a farbu, ktorá vytvára pocit tepla, pohody a má na človeka pozitívny vplyv. Povrch dreva je tiež teplý na dotyk. Okrem toho je dobrým energetickým materiálom a tepelným izolantom. Výstavba drevom prebieha pomerne rýchlo, ak sa použije montovaná konštrukcia. S tým sa spájajú aj pomerne výhodné výrobné náklady.

Drevo je akusticky veľmi dobrý materiál, preto sa často používa ako obklad miestností, najmä koncertných a športových hál.

1.2. Drevo ako konštrukčný materiál má mnoho výhod

Výhody stavebného dreva spočívajú v jeho nízkej vlastnej hmotnosti spojenej s vysokou pevnosťou v ťahu a v tlaku. Drevo je stabilný, pevný a ľahký materiál, ktorý možno použiť aj na preklenutie väčších rozpätí, pričom konštrukcia zostáva stále ľahká. Táto kombinácia je ideálna pre stavbu menších mostov a stropov športových hál.

2. Drevené konštrukcie majú aj niektoré nevýhody

2.1. Stavebné drevo je citlivé na poveternostné vplyvy

Drevo, ako každý iný stavebný materiál, má aj niektoré negatívne vlastnosti. Problematická je najmä citlivosť dreva na vlhkosť. Ak je drevo príliš dlho vystavené vlhkosti, začne plesnivieť. Náležitú pozornosť treba venovať primeranej ochrane dreva, existujú vhodné prostriedky na ochranu dreva proti vlhkosti. Drevo ako materiál môžu napadnúť aj rôzni škodcovia (napr. červotoče), dá sa však aj pred nimi chrániť. Nakoniec sú tu fyzikálne vlastnosti dreva, vlastne reakcie na vplyv faktorov prostredia práve preto, že ide o prírodný materiál. Dokonca aj vtedy, keď je drevo ošetrené a úplne chránené, prirodzene sa časom rozťahuje a napučiava. 

2.2. Drevo neakumuluje teplo

Akumulácia je schopnosť materiálu absorbovať a zadržiavať teplo a drevo takým materiálom nie je. Keďže drevená konštrukcia neakumuluje teplo, predmety vyrobené z dreva sa rýchlo zohrejú, ale aj rýchlo vychladnú. Drevo má aj nízku zvukovú izoláciu, preto je potrebné miestnosti dodatočne odhlučniť. Napriek všetkým týmto nevýhodám, ktoré je možné znížiť alebo eliminovať, zostáva drevo vhodným a žiadaným stavebným materiálom.

2.3. Drevené konštrukcie sú drahé

V neposlednom rade netreba zabúdať na skutočnosť, že drevené konštrukcie sú drahé. Keďže drevo je prírodný materiál, ktorý sa nedá vyrobiť v továrni, drevené konštrukcie sú drahšie ako iné konštrukčné systémy. Aj to je hlavný dôvod, prečo si mnohí investori napriek veľkej náklonnosti tento materiál nevyberajú.

3. Drevo má dobrú požiarnu odolnosť 

Drevo sa mylne považuje za problematické v prípade požiaru, pretože ide o materiál s vysokou požiarnou odolnosťou. Tajomstvo protipožiarnej účinnosti dreva spočíva v jeho vlastnostiach zuhoľnatenia. Na povrchu dreva sa pôsobením ohňa vytvorí zuhoľnatená vrstva, ktorá izoluje drevo od postupu ďalšieho ohňa. Tento proces prebieha pri teplote 300 stupňov. To umožňuje dreveným konštrukciám zachovať si svoju mechanickú pevnosť a budova zostáva v prípade požiaru dostatočne dlho  stabilná a bezpečná na evakuáciu. Drevené konštrukcie sú v prípade požiaru ešte bezpečnejšie ako oceľové konštrukcie, ktoré sa napriek povinným protipožiarnym náterom po relatívne krátkom čase začnú topiť a tým strácajú svoje konštrukčné vlastnosti.

4. Drevené konštrukcie: konštrukčné systémy

4.1. Drevený konštrukčný systém s nosníkmi a stĺpmi z masívneho dreva

Najbežnejším systémom drevostavieb sú drevené konštrukcie so stĺpmi a nosníkmi. To znamená, že zaťaženie od podlahy po strop nesú okrúhle alebo štvorcové drevené nosníky s rôznymi priečnymi prierezmi. Prierez drevených trámov a stĺpov musí byť presne vypočítaný. Predimenzované (nadrozmerné) nosníky a stĺpy predstavujú zbytočné plytvanie peniazmi a materiálom a zvyšujú vlastnú hmotnosť konštrukcie. Treba sa im vyhnúť, ak to nie je zo statického hľadiska nevyhnutné. Poddimenzované (príliš malé) trámy nevydržia váhu, čo neznamená, že sa hneď zrútia, skôr sa ohnú nad prípustnú hranicu a zrútenie môže nastať po niekoľkých rokoch. Rozmery prierezu sú v menšej miere ovplyvnené aj druhom dreva, výrazne však ovplyvňuje hustotu nosníkov a stĺpov v konštrukcii; ak sú nosníky od seba vzdialené 150 cm, budú musieť byť oveľa väčšie, ako keby osová vzdialenosť medzi nimi bola polovičná. Podobné pravidlo platí pre stĺpy.

Výpočet drevenej konštrukcie nechajte na skúseného konštruktéra (statika), ktorý bude vedieť nájsť ideálnu rovnováhu medzi hustotou trámov (nosníkov) a stĺpov, ich rozmermi a statickou účinnosťou konštrukcie.

4.2. Drevené konštrukcie z lepených trámov

Dnes sa okrem trámov a stĺpov z masívneho dreva v oveľa väčšej miere používajú stĺpy a trámy z lepeného dreva. Ide o drevené konštrukčné prvky, ktoré sa spájajú lepením do väčších, mechanicky pevnejších prvkov. Takéto nosníky sú oveľa lepšie, pretože ich kvalitu a zloženie jednotlivých vrstiev aj celku možno pri výrobe presne kontrolovať.

4.3. Masívne drevené konštrukcie so stenami

Masívna drevená konštrukcia bola v minulosti zrubová, pozostávajúca z guľatiny. Pri tomto type stavieb sa najskôr používali neotesané, neskôr opracované guľatiny, ktoré boli v rohoch krížovo spájané. Takáto konštrukcia má však z pohľadu modernej výstavby aspoň jednu veľkú nevýhodu; steny takéhoto domu je ťažké efektívne obaliť tepelnou izoláciou a omietnuť kvôli mnohým nežiaducim deformáciám dreva, ktoré vznikajú pri aktívnom sušení guľatiny (ak chceme použiť omietku ako dokončovaciu vrstvu). Kvôli početným trhlinám, ktoré vznikajú v procese sušenia, sa do fasádneho plášťa neustále dostáva vlhkosť a vzduch. Vývoj takýchto konštrukcií sa preto priklonil k používaniu stále menších drevených prvkov, ktoré sa ľahšie a pohodlnejšie sušili, opracovávali a montovali. Čoskoro vznikla panelová konštrukcia a konštrukcia z drevených trámov nalepených na stenu, kde boli všetky drevné vlákna otočené rovnakým smerom, čo nakoniec bolo výrazným konštrukčným nedostatkom, takže takéto systémy sa stali nežiadúcimi.

V poslednej dobe sa rýchlo začala rozvíjať technológia drevených konštrukcií z krížovo lepených prvkov, ktoré sú lepené tak, aby drevné vlákna išli oboma smermi. Vďaka tejto inovácii sú takéto konštrukcie tuhé a rozmerovo veľmi stabilné. Celonosné steny a medzipodlažné panely môžu byť vyrobené z CLT (Cross laminated timber), označované aj ako XLam alebo KLH. Názvy sú zvyčajne prevzaté od výrobcov krížovo lepených panelov. Vynález spôsobil skutočnú revolúciu vo výstavbe konštrukcií zo stavebného dreva. KLH umožňuje aj dodávku prefabrikátov alebo aj niekoľkých už spojených prvkov so všetkými fasádnymi vrstvami.  

Okrem všetkých spomínaných výhod sú drevené konštrukcie KLH vysoko odolné voči požiaru a zemetraseniu.

4.4. Trámové konštrukcie

Drevené trámy sa používajú na preklenutie väčších rozpätí, teda na stavbu striech športových a koncertných hál. Niekedy sa používajú aj na stavbu striech montovaných domov. Tieto drevené konštrukcie pozostávajú z niekoľkých menších drevených prvkov, ktoré sú navzájom spojené v ľahkých, dutých nosníkoch s vysokou statickou výškou. To im umožňuje preklenúť mimoriadne rozpätia, pričom vlastná hmotnosť samotnej konštrukcie zostáva extrémne nízka.